EP1466451A1 - Method and system for converting data - Google Patents

Method and system for converting data

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EP1466451A1
EP1466451A1 EP03704202A EP03704202A EP1466451A1 EP 1466451 A1 EP1466451 A1 EP 1466451A1 EP 03704202 A EP03704202 A EP 03704202A EP 03704202 A EP03704202 A EP 03704202A EP 1466451 A1 EP1466451 A1 EP 1466451A1
Authority
EP
European Patent Office
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data
conversion
packets
time interval
data packets
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP03704202A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Herbert Heiss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nokia Solutions and Networks GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens AG
Nokia Siemens Networks GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Nokia Siemens Networks GmbH and Co KG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1466451A1 publication Critical patent/EP1466451A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H04L2012/5653—Cell construction, e.g. including header, packetisation, depacketisation, assembly, reassembly using the ATM adaptation layer [AAL]
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    • H04L2012/5681—Buffer or queue management
    • H04L2012/5682—Threshold; Watermark

Definitions

  • the present invention relates to a data conversion method and a data conversion system.
  • ATM (asynchronous transfer mode) networks are being used to an ever greater extent for digital data transmission.
  • ATM networks are high-speed cell relay services in which a large number of data types are transmitted via a common communication medium.
  • a continuous bit stream is usually converted into ATM cells, sent over the ATM network and then converted back into a continuous bit stream.
  • Each ATM cell contains the same number of bytes. For this reason, ATM cells are generated with a constant time interval between successive cells.
  • the second cell may have a greater delay than the first cell. Accordingly, the second cell is not available in this case if it is needed. This procedure leads to a transmission standstill, which means that bytes without data content must be inserted. For this reason, the conversion of ATM cells into a continuous bit stream is usually not started before the time when the first cell was received, but only after a delay which corresponds to the maximum time delay. Consequently, a buffer memory is required during the conversion in order to be able to buffer the ATM cells until they are needed. The size of the buffer memory must be chosen large enough. If a buffer memory that is too small is selected, the case could arise that a received ATM cell must be discarded.
  • AAL2 ATM adaptation layer type 2
  • AAL2 is an ATM layer, which is specified in ITU-T-Recommandation 1.363.2.
  • AAL2 provides efficient voice services for ATM networks.
  • AAL2 supports features such as efficient bandwidth usage, support for voice compression, detection or suppression of noiselessness, deletion of empty voice channels and provision of multiple voice channels with varying bandwidth on a single ATM connection.
  • Each AAL2 packet contains uncompressed speech sample data with 160 bytes in the case of the transmission of compressed speech.
  • the AAL2 packets for each connection are generated every 20 ms. They are then transmitted in an ATM or AAL2 network. Because of the spread of AAL2 packet delay in the network, the time interval between subsequent packets varies in data conversion, i.e. when converting the AAL2 packet into a time-division multiplex data flow. 160 bytes correspond to 64 kBit per second every 20 ms. For this reason, the implementation cannot begin at the time the first AAL2 packet arrives, but only after a certain time delay. If the AAL2 packet delay can be limited to 10 ms, the conversion delay is, for example, 10 ms.
  • One way to solve this problem is to limit the storage capacity of the translation memory to a maximum of one packet. If only one packet has a delay greater than 10 ms, this packet comes too late and is replaced by bytes with no data content. The next packet is deleted and then normal data transmission takes place again.
  • every second packet is discarded and a packet without data content is inserted in each case.
  • the small buffer memory was an advantage, in the second case it was a disadvantage.
  • the present invention is therefore based on the object of providing a data conversion method or a system for converting data in which the time delay is reduced.
  • the data conversion method includes the steps of converting data transmission based on packets to data transmission synchronized in time slots and storing data packets in a conversion buffer memory.
  • Packet-based data transmission can be, for example, an asynchronous data transmission method, in particular ATM. In principle, however, the present invention is applicable to any type of packet-based data transmission.
  • the data transmission synchronized in time slots is preferably a data transmission synchronized in time multiplex.
  • the data packets are buffered in a conversion buffer memory.
  • the conversion buffer memory can in principle be any type of storage medium.
  • a packet is discarded at the end of a time interval Tx if, during this time interval, a threshold t> 0 of packets in the conversion buffer memory is never undershot.
  • the reduction in the transmission delay is at least one time interval Tq if a data packet is discarded during the conversion. Tq is the distance between two successive packets at the source. The reduction of the transmission delay is more important for the overall system than a limited packet loss. A conversion takes place after the time interval Tx has elapsed. Then a new time interval Tx begins and the process is repeated.
  • a data packet is only discarded if there was always at least one data packet in the conversion buffer memory during a time interval of length Tx.
  • the threshold value t is set greater than or equal to two if two subsequent data packets arrive that belong together and / or one data packet without the other is useless.
  • AAL2 packets in the case of wide-band AMR (Adaptive Multi-Rate) if the packets are sent as pairs.
  • Two data packets are discarded if, during the time interval Tx, a threshold value t greater than or equal to two of data packets in the conversion buffer memory is never undershot.
  • the data transmission can also take place according to the ATM or IP standard.
  • the packet-based data transmission takes place according to the AAL2 (Asynchronous Transfer Mode Adaptation Layer Type 2) standard.
  • the data to be converted are preferably voice data. However, it can also be basically any type of data.
  • the packets are packets of a lower layer.
  • they are CPS (Common Part Sub-Layer) packages.
  • AAL2 packets can be divided into two sub-layers. These sub-layers are the so-called Conversion Sub-Layer (CS) and the Segmentation and Re-Assembly (SAR).
  • the CS can in turn be divided into two sub-layers, namely the so-called Common Part Sub-Layer (CPS) and the Service Specific Conversion Sub-Layer (SSCS).
  • CPS Common Part Sub-Layer
  • SSCS Service Specific Conversion Sub-Layer
  • the invention also relates to a data conversion system.
  • the data conversion system for converting data transmission based on packets to data transmission synchronized in time slots has a conversion means and a conversion buffer memory for storing data packets. In the conversion means, the packet data are converted into data synchronized in time slots.
  • the system further includes a control device for controlling the dropping of a data packet.
  • the control device may e.g. to be a microcontroller.
  • the individual components of the data conversion system can be arranged in one device or separately.
  • the invention is not limited to ATM, AAL2 or IP data conversion. Basically, the present invention can be applied to any type of data conversion in which synchronous data traffic is converted into asynchronous data traffic and then back into synchronous data traffic.
  • Figure 1 is a schematic representation of a system for converting packet-based data transmission to data transmission synchronized in time slots.
  • the exemplary embodiment shown in FIG. 1 is a data conversion system for converting voice data in AAL2 format to TDM (Time Division Multiplex) data.
  • FIG. 1 shows an ATM network 1, a data conversion card 2 with a conversion buffer memory 3, a TDM network 4 and a control device 5.
  • the arrangement of the elements data conversion card 2, conversion buffer Memory 3 and control device 5 is not mandatory. It is entirely conceivable that, for example, the conversion buffer memory 3 is located outside the conversion card 2 or that, for example, the control device 5 is located on the conversion card 2.
  • An external data stream 6 is transmitted via an ATM network 1. To do this, the data stream 6 must be converted into ATM-AAL2 packets (not shown). The AAL2 packets are then fed to the conversion card 2, as shown by the arrow 7.
  • the AAL2 packets to be converted are buffered in it.
  • the control device 5 controls the discarding of AAL2 packets. For this purpose, it receives information 11 from the ATM ! Network 1. In addition, it communicates with or controls 10 the conversion card 2 or the conversion buffer memory 3. The control device 5 must continuously monitor the conversion buffer memory 3 or take the time interval Tx into account. By controlling or discarding AAL2 packets, the transmission delay when converting is reduced by at least one time interval. After the the data are set as a TDM data stream to a TDM network 4. The data can then be forwarded as desired 9.
  • an AAL2 packet arrives in the conversion card, it is stored in the conversion buffer memory if it is not full (for example if fewer than four packets are waiting). If the conversion buffer memory is full, the packet is discarded.
  • connection-specific variable Q TRUE is set.

Abstract

The invention relates to a data conversion method whereby a packet-based data transfer is converted into a data transfer which is synchronised in time slots, and packets are stored in a conversion buffer memory (3). According to the invention, a packet is rejected at the end of a time interval (Tx) if, during the time interval Tx, the number of data packets never falls below a threshold value t > 0 in the conversion buffer memory (3). The invention also relates to a data conversion system.

Description

Beschreibungdescription
Verfahren und System zur DatenumsetzungMethod and system for data conversion
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Datenumsetzungsverfah- ren und ein Datenumsetzungssystem.The present invention relates to a data conversion method and a data conversion system.
Zur digitalen Datenübertragung werden in immer größerem Umfang ATM- (Asynchronous Transfer Mode) -Netzwerke verwendet. Bei ATM-Netzwerken handelt es sich um Hochgeschwindigkeits- Zell-Relais-Services, bei denen eine Vielzahl von Datentypen über ein gemeinsames Kommunikationsmedium übertragen werden. Zur Übertragung wird meist ein kontinuierlicher Bitstrom in ATM-Zellen gewandelt, über das ATM-Netzwerk gesendet und anschließend wieder in einen kontinuierlichen Bitstrom gewandelt. Dabei enthält jede ATM-Zelle die gleiche Anzahl von Bytes. Aus diesem Grunde werden ATM-Zellen mit einem konstanten Zeitintervall zwischen aufeinanderfolgende Zellen generiert .ATM (asynchronous transfer mode) networks are being used to an ever greater extent for digital data transmission. ATM networks are high-speed cell relay services in which a large number of data types are transmitted via a common communication medium. For transmission, a continuous bit stream is usually converted into ATM cells, sent over the ATM network and then converted back into a continuous bit stream. Each ATM cell contains the same number of bytes. For this reason, ATM cells are generated with a constant time interval between successive cells.
ATM-Netzwerke generieren jedoch eine gewisse Zeitverzögerung zwischen den gesendeten Zellen. Aus diesem Grunde variiert das Zeitintervall zwischen nachfolgenden Zellen nach Übertragung in einem ATM-Netzwerk.However, ATM networks generate a certain time delay between the cells sent. For this reason, the time interval between subsequent cells varies after transmission in an ATM network.
Für den Fall, dass die Wandlung von ATM-Zellen in einen kontinuierlichen Bitstrom nach dem Empfang der ersten Zelle beginnt, so kann die zweite Zelle eine größere Verzögerung als die erste Zelle aufweisen. Entsprechend ist die zweite Zelle in diesem Fall nicht verfügbar, wenn sie benötigt wird. Diese Vorgehensweise führt zu einem Übertragungsstillstand, was zur Folge hat, das Bytes ohne Dateninhalt eingefügt werden müssen. Aus diesem Grund wird gewöhnlicher Weise mit der Zurückwandlung von ATM-Zellen in einen kontinuierlichen Bitstrom nicht vor dem Zeitpunkt begonnen, zu dem die erste Zelle empfangen wurde, jedoch erst nach einer Verzögerung, welche der maximalen Zeitverzögerung entspricht. Folglich wird ein Pufferspeicher bei der Umwandlung benötigt, um die ATM-Zellen so lange puffern zu können, bis sie benötigt werden. Die Größe des Pufferspeichers uss dabei ausreichend groß gewählt werden. Falls ein zu kleiner Pufferspeicher gewählt wird, so könnte der Fall eintreten, dass eine empfangene ATM-Zelle verworfen werden muss.In the event that the conversion of ATM cells into a continuous bit stream begins after the reception of the first cell, the second cell may have a greater delay than the first cell. Accordingly, the second cell is not available in this case if it is needed. This procedure leads to a transmission standstill, which means that bytes without data content must be inserted. For this reason, the conversion of ATM cells into a continuous bit stream is usually not started before the time when the first cell was received, but only after a delay which corresponds to the maximum time delay. Consequently, a buffer memory is required during the conversion in order to be able to buffer the ATM cells until they are needed. The size of the buffer memory must be chosen large enough. If a buffer memory that is too small is selected, the case could arise that a received ATM cell must be discarded.
Die gleiche Vorgehensweise ergibt sich grundsätzlich auch bei AAL2-(ATM Adaption Layer Typ 2) -Netzen. AAL2 ist eine ATM- Schicht, welche in der ITU-T-Recommandation 1.363.2 spezifiziert ist. AAL2 stellt effiziente Sprachdienste für ATM-Netze bereit. AAL2 unterstützt Merkmale wie effiziente Bandbreitennutzung, Unterstützung für Sprachkompressionen, Erkennung bzw. Unterdrückung von Geräuschlosigkeit, Löschung von leeren Sprachkanälen und Bereitstellung mehrere Sprachkanäle mit variierender Bandbreite bei einer einzelnen ATM-Verbindung.The same procedure basically applies to AAL2 (ATM adaptation layer type 2) networks. AAL2 is an ATM layer, which is specified in ITU-T-Recommandation 1.363.2. AAL2 provides efficient voice services for ATM networks. AAL2 supports features such as efficient bandwidth usage, support for voice compression, detection or suppression of noiselessness, deletion of empty voice channels and provision of multiple voice channels with varying bandwidth on a single ATM connection.
Jedes AAL2-Paket enthält im Falle der Übertragung von komprimierter Sprache unkomprimierte Sprachabtastungsdaten mit 160 Bytes. Die AAL2-Pakete für jede Verbindung werden alle 20 ms generiert. Anschließend werden sie in einem ATM- bzw. AAL2- Netzwerk übertragen. Wegen der Streuung der AAL2- Paketverzögerung in dem Netzwerk variiert das Zeitintervall zwischen nachfolgenden Paketen bei der Datenumsetzung, d.h. bei der Umwandlung des AAL2-Pakete in einen Zeitmultiplex- Datenfluss. Dabei entsprechen 160 Bytes alle 20 ms 64 kBit pro Sekunde. Aus diesem Grund kann die Umsetzung nicht zu dem Zeitpunkt des Eintreffens des ersten AAL2-Pakets beginnen, sondern erst nach einer gewissen Zeitverzögerung. Falls die AAL2-Paktetverzögerung auf 10 ms begrenzt werden kann, so beträgt die Umsetzungsverzögerung zum Beispiel 10 ms.Each AAL2 packet contains uncompressed speech sample data with 160 bytes in the case of the transmission of compressed speech. The AAL2 packets for each connection are generated every 20 ms. They are then transmitted in an ATM or AAL2 network. Because of the spread of AAL2 packet delay in the network, the time interval between subsequent packets varies in data conversion, i.e. when converting the AAL2 packet into a time-division multiplex data flow. 160 bytes correspond to 64 kBit per second every 20 ms. For this reason, the implementation cannot begin at the time the first AAL2 packet arrives, but only after a certain time delay. If the AAL2 packet delay can be limited to 10 ms, the conversion delay is, for example, 10 ms.
Probleme ergeben sich jedoch, falls AAL2-Pakete mit einer Verzögerung von mehr als 10 ms empfangen werden. In einem solchen Fall werden gewöhnlicher Weise 160 Bytes ohne Dateninhalt durch die Umsetzungsvorrichtung hinzugefügt. Dies hat zur Folge, dass von diesem Zeitpunkt an alle zeit- gemuliplexten Bytes eine zusätzliche Verzögerung von 20 ms aufweisen.Problems arise, however, if AAL2 packets are received with a delay of more than 10 ms. In such a case, 160 bytes without data content are usually added by the conversion device. this has with the result that from this point in time all time-multiplexed bytes have an additional delay of 20 ms.
Eine Möglichkeit, dieses Problem zu lösen, besteht darin, die Speicherkapazität des Umsetzungsspeichers auf maximal ein Paket zu begrenzen. Falls nur ein Paket eine größere Verzögerung als 10 ms aufweist, so kommt dieses Paket zu spät und wird durch Bytes ohne Dateninhalt ersetzt. Das nächste Paket wird gelöscht und anschließend erfolgt wiederum eine normale Datenübertragung.One way to solve this problem is to limit the storage capacity of the translation memory to a maximum of one packet. If only one packet has a delay greater than 10 ms, this packet comes too late and is replaced by bytes with no data content. The next packet is deleted and then normal data transmission takes place again.
Falls jedoch die Pakete eine Verzögerungsstreuung zwischen 9 und 11 ms aufweisen, so wird jedes zweite Paket verworfen und jeweils ein Paket ohne Dateninhalt eingefügt.However, if the packets have a delay spread between 9 and 11 ms, every second packet is discarded and a packet without data content is inserted in each case.
Im ersten Fall war der kleine Puffer-Speicher ein Vorteil, im zweiten Fall ein Nachteil.In the first case, the small buffer memory was an advantage, in the second case it was a disadvantage.
Das gleiche Problem ergibt sich auch bei ATM- und IP (Internet Protocol) -Netzen.The same problem arises with ATM and IP (Internet Protocol) networks.
Somit liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Datenumsetzungsverfahren bzw. ein System zur Umsetzung von Daten bereitzustellen, bei dem die Zeitverzögerung reduziert wird.The present invention is therefore based on the object of providing a data conversion method or a system for converting data in which the time delay is reduced.
Diese Aufgabe wird durch ein Datenumsetzungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Datenumsetzungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved by a data conversion method with the features of claim 1 and a data conversion system with the features of claim 10. Further developments of the invention result from the dependent claims.
Das Datenumsetzungsverfahren beinhaltet die Verfahrensschritte Umsetzen von auf Paketen basierender Datenübertragung zu in Zeitschlitzen synchronisierter Datenübertragung und Speichern von Datenpaketen in einem Umsetzungs-Puffer-Speicher. Bei auf Paketen basierender Datenübertragung kann es sich zum Beispiel um ein asynchrones Datenübertragungsverfahren, insbesondere ATM, handeln. Grundsätzlich ist die vorliegende Erfindung jedoch auf jede Art von auf Paketen basierter Datenübertragung anwendbar. Bei der in Zeitschlitzen synchronisierten Datenübertragung handelt es sich bevorzugt um eine im Zeit-Multiplex synchronisierte Datenübertragung.The data conversion method includes the steps of converting data transmission based on packets to data transmission synchronized in time slots and storing data packets in a conversion buffer memory. Packet-based data transmission can be, for example, an asynchronous data transmission method, in particular ATM. In principle, however, the present invention is applicable to any type of packet-based data transmission. The data transmission synchronized in time slots is preferably a data transmission synchronized in time multiplex.
Die Datenpakete werden in einem Umsetzungs-Puffer-Speicher zwischengespeichert. Bei dem Umsetzungs-Puffer-Speicher kann es sich grundsätzlich um jede Art von Speichermitteln handeln.The data packets are buffered in a conversion buffer memory. The conversion buffer memory can in principle be any type of storage medium.
Zum Reduzieren der Übertragungsverzögerung beim Umsetzen von auf Paketen basierter Datenübertragung zu in Zeitschlitzen synchronisierter Datenübertragung wird ein Paket am Ende eines Zeitintervalls Tx verworfen, falls während dieses Zeitintervalls niemals ein Schwellwert t > 0 von Paketen in dem Umsetzungs-Puffer-Speicher unterschritten wird. Die Verringerung der Übertragungsverzögerung beträgt dabei mindestens ein Zeitintervall Tq, falls beim Umsetzen ein Datenpaket verworfen wird. Tq ist der Abstand zweier aufeinanderfolgender Pakete an der Quelle. Die Reduzierung der Übertragungsverzögerung ist dabei für das Gesamtsystem wichtiger als ein begrenzt auftretender Paketverlust. Nach Ablauf des Zeitintervalls Tx findet eine Umsetzung statt. Anschließend beginnt ein neues Zeitintervall Tx und das Verfahren wiederholt sich.To reduce the transmission delay when converting packet-based data transmission to data transmission synchronized in time slots, a packet is discarded at the end of a time interval Tx if, during this time interval, a threshold t> 0 of packets in the conversion buffer memory is never undershot. The reduction in the transmission delay is at least one time interval Tq if a data packet is discarded during the conversion. Tq is the distance between two successive packets at the source. The reduction of the transmission delay is more important for the overall system than a limited packet loss. A conversion takes place after the time interval Tx has elapsed. Then a new time interval Tx begins and the process is repeated.
Bei AAL2-Netzen beträgt das Zeitintervall Tx beispielsweise 20 Sekunden. Ein solches Zeitintervall von 20 Sekunden entspricht somit 1000 Zeitintervallen Tq = 20 ms. Entsprechend ergeben sich für andere Netze andere Werte von Tx und Tq.In the case of AAL2 networks, the time interval Tx is, for example, 20 seconds. Such a time interval of 20 seconds thus corresponds to 1000 time intervals Tq = 20 ms. Accordingly, other values of Tx and Tq result for other networks.
In einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird, falls ein Schwellwert t = 1 Datenpakete in dem Umsetzungs-Puffer- Speicher vorhanden ist, ein Datenpaket nur verworfen, falls sich während eines Zeitintervalls der Länge Tx immer mindestens ein Datenpaket in den Umsetzungs-Puffer-Speicher befand.In a development of the present invention, if a threshold t = 1 data packets is present in the conversion buffer memory, a data packet is only discarded if there was always at least one data packet in the conversion buffer memory during a time interval of length Tx.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Schwellwert t größer oder gleich zwei gesetzt, falls zwei nachfolgende Datenpakete eintreffen, die zusammengehören, und/oder ein Datenpaket ohne das andere nutzlos ist. Es gibt Datendienste, bei denen Datenpakete immer paarweise auftreten und eines für sich allein nutzlos ist. Dies kann zum Beispiel bei AAL2-Paketen im Falle von Weitband - AMR (Adaptive Multi-Rate) der Fall sein, falls die Pakete als Paare gesendet werden.In a further preferred embodiment of the present invention, the threshold value t is set greater than or equal to two if two subsequent data packets arrive that belong together and / or one data packet without the other is useless. There are data services in which data packets always appear in pairs and one is useless on its own. For example, this can be the case with AAL2 packets in the case of wide-band AMR (Adaptive Multi-Rate) if the packets are sent as pairs.
Dabei werden zwei Datenpakete verworfen, falls während des Zeitintervalls Tx niemals ein Schwellwert t größer oder gleich zwei von Datenpaketen in dem Umsetzungs-Puffer- Speicher unterschritten wird. Die Datenübertragung kann dabei jedoch auch nach dem ATM- oder IP-Standard erfolgen.Two data packets are discarded if, during the time interval Tx, a threshold value t greater than or equal to two of data packets in the conversion buffer memory is never undershot. However, the data transmission can also take place according to the ATM or IP standard.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt die auf Pakete basierende Datenübertragung nach dem AAL2- (Asynchronous Transfer Mode Adaption Layer Typ 2) -Standard. Dabei sind die umzuwandelnden Daten bevorzugt Sprachdaten. Es kann sich dabei aber auch grundsätzlich um jede Art von Daten handeln.In a further preferred embodiment, the packet-based data transmission takes place according to the AAL2 (Asynchronous Transfer Mode Adaptation Layer Type 2) standard. The data to be converted are preferably voice data. However, it can also be basically any type of data.
In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei den Paketen um Pakete einer Unterschicht. Insbesondere handelt es sich um CPS- (Common Part Sub-Layer) -Pakete . AAL2-Pakete können in zwei Unterschichten unterteilt werden. Diese Unterschichten sind der sogenannte Conversion Sub-Layer (CS) und die Segmentation and Re-Assembly (SAR) . Der CS kann wiederum in zwei Unterschichten, nämlich den sogenannten Common Part Sub-Layer (CPS) und den Service Specific Conversion Sub-Layer (SSCS) unterteilt werden. Durch den Einsatz von CPS wird eine effiziente Nutzung der Bandbreitenressourcen gewährleistet. Die Erfindung betrifft auch ein Datenumsetzungssystem. Das Datenumsetzungssystem zur Umsetzung von auf Paketen basierender Datenübertragung zu in Zeitschlitzen synchronisierter Datenübertragung weist ein Umsetzungsmittel und einen Umsetzungs-Puffer-Speicher zum Speichern von Datenpaketen auf. In dem Umsetzungsmittel werden die Paketdaten zu in Zeitschlitzen synchronisierte Daten gewandelt.In a further embodiment, the packets are packets of a lower layer. In particular, they are CPS (Common Part Sub-Layer) packages. AAL2 packets can be divided into two sub-layers. These sub-layers are the so-called Conversion Sub-Layer (CS) and the Segmentation and Re-Assembly (SAR). The CS can in turn be divided into two sub-layers, namely the so-called Common Part Sub-Layer (CPS) and the Service Specific Conversion Sub-Layer (SSCS). The use of CPS ensures efficient use of bandwidth resources. The invention also relates to a data conversion system. The data conversion system for converting data transmission based on packets to data transmission synchronized in time slots has a conversion means and a conversion buffer memory for storing data packets. In the conversion means, the packet data are converted into data synchronized in time slots.
In einer bevorzugten Ausführungsform beinhaltet das System des Weiteren eine Steuerungsvorrichtung zum Steuern des Verwerfens eines Datenpakets. Bei der Steuerungsvorrichtung kann es sich z.B. um einen Microcontroller handeln.In a preferred embodiment, the system further includes a control device for controlling the dropping of a data packet. The control device may e.g. to be a microcontroller.
Die einzelnen Bestandteile des Datenumsetzungssystems können dabei in einer Vorrichtung oder separat angeordnet sein.The individual components of the data conversion system can be arranged in one device or separately.
Die Erfindung ist nicht auf ATM-, AAL2- oder IP- Datenumsetzung beschränkt. Grundsätzlich ist die vorliegende Erfindung auf jede Art von Datenumsetzung anwendbar, bei der synchroner Datenverkehr in asynchronen Datenverkehr, und anschließend wieder in synchronen Datenverkehr, umgesetzt wird.The invention is not limited to ATM, AAL2 or IP data conversion. Basically, the present invention can be applied to any type of data conversion in which synchronous data traffic is converted into asynchronous data traffic and then back into synchronous data traffic.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügte Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die dort dargestellten Merkmale und auch die bereits oben beschriebenen Merkmale können nicht nur in der genannten Kombination, sondern auch einzeln oder in anderen Kombinationen erfindungswesentlich sein. Alle in der gesamten Beschreibung und in den Ansprüchen bezüglich des Verfahrens beschriebenen Merkmale können auch bezüglich des Systems erfindungswesentlich sein und umgekehrt. Es zeigt:The invention is explained below with reference to the accompanying drawing using an exemplary embodiment. The features shown there and also the features already described above can be essential to the invention not only in the combination mentioned, but also individually or in other combinations. All of the features described in the entire description and in the claims relating to the method can also be essential to the invention with regard to the system and vice versa. It shows:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Systems zum Umsetzen von auf Paketen basierender Datenübertragung zu in Zeitschlitzen synchronisierter Datenübertragung. Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein Datenumsetzungssystem zur Umsetzung von Sprachdaten im AAL2-Format zu TDM- (Time Division Multiplex)- Daten.Figure 1 is a schematic representation of a system for converting packet-based data transmission to data transmission synchronized in time slots. The exemplary embodiment shown in FIG. 1 is a data conversion system for converting voice data in AAL2 format to TDM (Time Division Multiplex) data.
Figur 1 zeigt ein ATM-Netzwerk 1, eine Daten-Umsetzungs-Karte 2 mit einem Umsetzungs-Puffer-Speicher 3, ein TDM-Netzwerk 4 und eine Steuerungsvorrichtung 5. Die Anordnung der Elemente Daten-Umsetzungs-Karte 2, Umsetzungs-Puffer-Speicher 3 und Steuerungsvorrichtung 5 ist nicht zwingend. Es ist durchaus denkbar, dass sich zum Beispiel der Umsetzungs-Puffer- Speicher 3 außerhalb der Umsetzungs-Karte 2 befindet oder, dass sich zum Beispiel die Steuerungsvorrichtung 5 auf der Umsetzungskarte 2 befindet.FIG. 1 shows an ATM network 1, a data conversion card 2 with a conversion buffer memory 3, a TDM network 4 and a control device 5. The arrangement of the elements data conversion card 2, conversion buffer Memory 3 and control device 5 is not mandatory. It is entirely conceivable that, for example, the conversion buffer memory 3 is located outside the conversion card 2 or that, for example, the control device 5 is located on the conversion card 2.
Ein externer Datenstrom 6 wird über ein ATM-Netzwerk 1 übertragen. Dazu muss der Datenstrom 6 in ATM-AAL2-Pakete (nicht eingezeichnet) umgewandelt werden. Anschließend werden die AAL2-Pakete, wie durch den Pfeil 7 gezeigt, der Umsetzungs- Karte 2 zugeführt.An external data stream 6 is transmitted via an ATM network 1. To do this, the data stream 6 must be converted into ATM-AAL2 packets (not shown). The AAL2 packets are then fed to the conversion card 2, as shown by the arrow 7.
Falls in dem Umsetzungs-Puffer-Speicher Speicherplätze vorhanden sind, so werden die umzusetzenden AAL2-Pakete in diesem zwischengespeichert. Ein Paket wird am Ende eines Zeitintervalls Tx (z.B. Tx = 20s) verworfen 9, falls während dieses Zeit-intervalls Tx ständig eine minimale Anzahl von Paketen in dem Umsetzungs-Puffer-Speicher vorhanden war.If there are storage spaces in the conversion buffer memory, the AAL2 packets to be converted are buffered in it. A packet is discarded 9 at the end of a time interval Tx (e.g. Tx = 20s) if a minimum number of packets was constantly present in the conversion buffer memory during this time interval Tx.
Die Steuerungsvorrichtung 5 steuert die Verwerfung von AAL2- Paketen. Dazu erhält sie Informationen 11 von dem ATM- ! Netzwerk 1. Darüber hinaus kommuniziert sie mit bzw. steuert 10 die Umsetzungs-Karte 2 bzw. den Umsetzungs-Puffer-Speicher 3. Dabei muss die Steuerungsvorrichtung 5 kontinuierlich den Umsetzungs-Puffer-Speicher 3 überwachen bzw. das Zeitintervall Tx berücksichtigen. Durch die Steuerung bzw. Verwerfung von AAL2-Paketen wird die Übertragungsverzögerung beim Umsetzen um mindestens ein Zeitintervall verringert. Nach dem Um- setzen werden die Daten als TDM-Datenstrom einem TDM-Netzwerk 4 zugeführt. Die Daten können nachfolgend beliebig weitergeleitet werden 9.The control device 5 controls the discarding of AAL2 packets. For this purpose, it receives information 11 from the ATM ! Network 1. In addition, it communicates with or controls 10 the conversion card 2 or the conversion buffer memory 3. The control device 5 must continuously monitor the conversion buffer memory 3 or take the time interval Tx into account. By controlling or discarding AAL2 packets, the transmission delay when converting is reduced by at least one time interval. After the the data are set as a TDM data stream to a TDM network 4. The data can then be forwarded as desired 9.
Für die Umsetzung müssen die folgenden Schritte ausgeführt werden:The following steps must be carried out for the implementation:
Falls ein AAL2-Sprach-Daten-Paket nicht rechtzeitig zum Umsetzen eintrifft, so wird keine Sprache ausgegeben, d.h. es erfolgt eine Stummschaltung.If an AAL2 voice data packet does not arrive in time for conversion, no language is output, i.e. it is muted.
Beim Eintreffen eines AAL2-Pakets in der Umsetzungskarte wird dieses in dem Umsetzungs-Puffer-Speicher gespeichert, falls dieser nicht voll ist (zum Beispiel, falls weniger als vier Pakete warten) . Ist der Umsetzungs-Puffer-Speicher voll, so wird das Paket verworfen.When an AAL2 packet arrives in the conversion card, it is stored in the conversion buffer memory if it is not full (for example if fewer than four packets are waiting). If the conversion buffer memory is full, the packet is discarded.
Falls ein CPS-Paket aus der Warteschlange der Verbindung genommen wird, und falls die Warteschlange dann, nach der Herausnahme, kleiner als ein Schwellwert t > 0 ist, so wird eine verbindungsspezifische Variable Q = TRUE gesetzt. Die Variable Q kann die Zustände TRUE und FALSE annehmen. Im Ur- sprungszustand ist Q = TRUE gesetzt.If a CPS packet is removed from the connection queue and if the queue is then, after removal, less than a threshold t> 0, a connection-specific variable Q = TRUE is set. The variable Q can assume the states TRUE and FALSE. In the original state, Q = TRUE.
Alle Tx-Sekunden (bzw. TX pro 20 ms CPS-Pakete) für jede Verbindung tritt folgendes ein: Falls die Variable Q = FALSE, so wird ein CPS-Paket aus jeder Verbindungswarteschlange verworfen. Anschließend- ird die Variable in jedem Fall auf Q = FALSE gesetzt.The following occurs every Tx seconds (or TX per 20 ms CPS packets) for each connection: If the variable Q = FALSE, a CPS packet is discarded from each connection queue. The variable is then set to Q = FALSE in any case.
Anschließend wiederholt sich entsprechend die beschriebene Vorgehensweise . The procedure described is then repeated accordingly.

Claims

Patentansprüche claims
1. Datenumsetzungsverfahren aufweisend die Verfahrensschrit- te:1. Data conversion process comprising the process steps:
- Umsetzen von auf Datenpaketen basierender Datenübertragung (1, 7) zu in Zeitschlitzen synchronisierter Datenübertragung ( 4 , 8 ) , und- Implementation of data transmission (1, 7) based on data packets to data transmission (4, 8) synchronized in time slots, and
Speichern von Datenpaketen in einem Umsetzungs-Puffer- Speicher (3) , dadurch gekennzeichnet, dass ein Datenpaket am Ende eines Zeitintervalls Tx verworfen wird (9) , falls während des Zeitintervalls Tx niemals ein Schwellwert t > 0 von Datenpaketen in dem Umsetzungs-Puffer- Speicher (3) unterschritten wird.Storage of data packets in a conversion buffer memory (3), characterized in that a data packet is discarded at the end of a time interval Tx (9) if, during the time interval Tx, a threshold value t> 0 of data packets in the conversion buffer is never Memory (3) is undershot.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Umsetzen eine verringerte Übertragungsverzögerung um mindestens ein Zeitintervall Tq auftritt, falls beim Umsetzen ein Datenpaket verworfen wird.2. The method according to claim 1, characterized in that a reduced transmission delay by at least one time interval Tq occurs during the conversion if a data packet is discarded during the conversion.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Anzahl von Datenpaketen t = 1 ein Datenpaket nur verworfen wird, falls sich während des Zeitintervalls Tx immer mindestens ein Datenpaket in dem Umsetzungs-Puffer- Speicher (3) befand.3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that with the number of data packets t = 1, a data packet is only discarded if there was always at least one data packet in the conversion buffer memory (3) during the time interval Tx.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellwert t größer oder gleich zwei gesetzt wird, falls zwei nachfolgende Datenpakete eintreffen, die zusammengehören, und/oder ein Datenpaket ohne das andere nutzlos ist.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the threshold value t is set greater than or equal to two if two subsequent data packets arrive that belong together and / or one data packet without the other is useless.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Datenpakete verworfen werden, falls während des Zeitintervalls Tx niemals ein Schwellwert t größer oder gleich zwei von Datenpaketen in dem Umsetzungs-Puffer- Speicher (3) unterschritten wird.5. The method according to claim 4, characterized in that the two data packets are discarded if, during the time interval Tx, the threshold value t never falls below or exceeds two of the data packets in the conversion buffer memory (3).
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die auf Datenpakete basierende Datenübertragung nach dem AAL2- (Asynchronous Transfer Mode Adaption Layer Typ 2 ) - Standard erfolgt.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the data transmission based on data packets is carried out according to the AAL2 (Asynchronous Transfer Mode Adaptation Layer Type 2) standard.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in Zeitschlitzen synchronisierte Übertragung nach einem Zeitschlitz-Mulitplex-Verfahren erfolgt.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the transmission synchronized in time slots takes place according to a time slot multiplex method.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Daten um Sprachdaten handelt.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the data is voice data.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Datenpaketen um Pakete einer Unterschicht, insbesondere um CPS- (Common Part Sub-Layer) -Pakete handelt .9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the data packets are packets of a lower layer, in particular CPS (Common Part Sub-Layer) packets.
10. Datenumsetzungssystem zum Umsetzen von auf Datenpaketen basierender Datenübertragung zu in Zeitschlitzen synchronisierter Datenübertragung aufweisend:10. Data conversion system for converting data transmission based on data packets to data transmission synchronized in time slots, comprising:
- ein Umsetzungsmittel (2), und- An implementation means (2), and
- einem Umsetzungs-Puffer-Speicher (3) zum Speichern von Datenpaketen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Datenpaket am Ende eines Zeitintervalls Tx verworfen wird, falls während des Zeitintervalls Tx niemals ein Schwellwert t > 0 von Datenpaketen in dem Umsetzungs-Puffer- Speicher (3) unterschritten wird. - a conversion buffer memory (3) for storing data packets, characterized in that a data packet is discarded at the end of a time interval Tx if, during the time interval Tx, a threshold value t> 0 of data packets in the conversion buffer memory ( 3) is not reached.
11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , dass das System eine Steuerungsvorrichtung (5) zum Steuern des Verwerfens eines Datenpakets aufweist.11. System according to claim 10, characterized in that the system has a control device (5) for controlling the rejection of a data packet.
12. System nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass beim Umsetzen eine verringerte Übertragungsverzögerung um mindestens ein Zeitintervall Tq auftritt, falls beim Umsetzen ein Datenpaket verworfen wird.12. System according to one of claims 10 or 11, characterized in that a reduced transmission delay by at least one time interval Tq occurs during the conversion if a data packet is discarded during the conversion.
13. System nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Anzahl von Datenpaketen t = 1 ein Datenpaket nur verworfen wird, falls sich während des Zeitintervalls Tx immer mindestens ein Datenpaket in dem Umsetzungs-Puffer- Speicher (3) befand.13. System according to one of claims 10 to 12, characterized in that with the number of data packets t = 1, a data packet is only discarded if there was always at least one data packet in the conversion buffer memory (3) during the time interval Tx ,
14. System nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellwert t größer oder gleich zwei gesetzt wird, falls zwei nachfolgende Datenpakete eintreffen, die zusammengehören, und/oder ein Datenpaket ohne das andere nutzlos ist.14. System according to one of claims 10 to 13, characterized in that the threshold value t is set greater than or equal to two if two subsequent data packets arrive that belong together and / or one data packet without the other is useless.
15. System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , dass die zwei Datenpakete verworfen werden, falls während des Zeitintervalls Tx niemals ein Schwellwert t größer oder gleich zwei von Datenpaketen in dem Umsetzungs-Puffer- Speicher (3) unterschritten wird.15. System according to claim 14, characterized in that the two data packets are discarded if during the time interval Tx never falls below a threshold value t greater than or equal to two of data packets in the conversion buffer memory (3).
16. System nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die auf Pakete basierende Datenübertragung nach dem AAL2- (Asynchronous Transfer Mode Adaption Layer Typ 2) - Standard erfolgt. 16. System according to one of claims 10 to 15, characterized in that the packet-based data transmission is carried out according to the AAL2 (Asynchronous Transfer Mode Adaptation Layer Type 2) standard.
17. System nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die in Zeitschlitzen synchronisierte Übertragung nach einem Zeitschlitz-Multiplex-Verfahren erfolgt.17. System according to any one of claims 10 to 16, characterized in that the transmission synchronized in time slots takes place according to a time slot multiplex method.
18. System nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Daten um Sprachdaten handelt.18. System according to any one of claims 10 to 17, characterized in that the data is voice data.
19. System nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Datenpaketen um Pakete einer Unterschicht, insbesondere CPS- (Common Part Sub-Layer) -Pakete handelt. 19. System according to one of claims 10 to 18, characterized in that the data packets are packets of a lower layer, in particular CPS (Common Part Sub-Layer) packets.
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